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Detailergebnis zu DOK-Nr. 59538

Entwicklung eines linearen Mehrfachtrendmodells zur abschnittsbezogenen Prognose des Fahrbahnzustands (Orig. engl.: Development of linear mixed effects models for predicting individual pavement conditions)

Autoren	J. Yu Z. Luo E.Y. Chou
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 12.0 Allgemeines, Management

Journal of Transportation Engineering 133 (2007) Nr. 6, S. 347-354, 9 B, 1 T, zahlr. Q

Zustandsprognosemodelle sind für den Einsatz eines Straßenerhaltungsmanagementsystems für Aufgaben der Erhaltungsplanung von maßgebender Bedeutung. Die Prognose der Zustandsentwicklung für eine spezifische Fahrbahnbefestigung basiert bei empirischen Modellen auf der Trendkurve der Zustandsentwicklung von Fahrbahnbefestigungen mit ähnlichen Eigenschaften (verhaltenshomogene Gruppe). Im Rahmen einer US-amerikanischen Studie wurde sowohl die gruppenbasierte Zustandsprognose als auch der daraus abgeleitete Ansatz einer verschobenen Trendkurve untersucht, bei dem die Trendkurve der verhaltenshomogenen Gruppe verschoben wird, um die individuelle Zustandsentwicklung eines einzelnen Abschnitts besser beschreiben zu können. Ausgehend von diesen Modellen wurde für abschnittsbezogene Zustandsprognosen ein lineares gemischtes Mehrfachtrendmodell nach dem Prinzip des Randeffekt-Modells entwickelt. Zur Beschreibung der Zustandsentwicklung eines Abschnitts wird hierbei einerseits die Trendkurve der verhaltenshomogenen Gruppe benutzt, zu der dieser Abschnitt gehört. Andererseits wird ergänzend der sich aus den Ergebnissen der Zustandserfassung in diesem Abschnitt ergebende Trend zusätzlich berücksichtigt. Beide Trendkurven werden gewichtet zusammengefasst. Die Gewichtung wird bestimmt durch die Varianz der Zustandserfassungsergebnisse des Abschnitts. Je stärker die Ergebnisse um eine Trendfunktion herum streuen, desto geringer ist die Gewichtung, mit der diese Funktion die Zustandsprognosefunktion beeinflusst. Zudem wird die Anzahl der vorliegenden Zustandserfassungsergebnisse für diesen Abschnitt berücksichtigt. Je mehr Ergebnisse vorliegen, desto höher ist die Gewichtung der sich hieraus ergebenden Trendfunktion. Anhand von Zustandsdaten des Ohio Department of Transportation wurde für die verhaltenshomogene Gruppe "Verstärkungsschichten aus Heißmischgut auf flexiblen Fahrbahnbefestigungen" die Zustandsprognose des Zustandswerts "Pavement Condition Rating (PCR)" für 1 455 Abschnitte nach unterschiedlichen Zustandsprognoseverfahren ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass das lineare Mehrfachtrendmodell die Zustandsentwicklung deutlich zuverlässiger beschreiben und damit prognostizieren kann als die übrigen, bisher verwendeten Prognosemodelle. Für zuverlässige Zustandsprognosen sollten allerdings je Abschnitt die Daten von vier bis fünf Zustandserfassungen vorliegen.